KR100331500B1

KR100331500B1 - 전구형형광램프의전자식안정기

Info

Publication number: KR100331500B1
Application number: KR1019980063465A
Authority: KR
Inventors: 백성흠; 김영수
Original assignee: 이일형; 김영수; 박승국
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2002-09-17
Also published as: KR20000046742A

Abstract

본 발명은 전구형 형광램프의 전자식 안정기에 관한 것으로, 특히 안정기의 회로를 개선하여 내구성과 램프의 수명을 연장하고 에너지 절약 및 램프의 긴 수명으로 인한 환경오염을 방지하도록 한 전구형 형광램프의 전자식 안정기에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예는, 교류전원에 포함된 노이즈를 제거하는 전원부와; 상기 교류전원을 정류하고, 상기 정류된 직류전원(DC)의 노이즈를 제거하는 평활회로로 구성된 정류회로부와; 램프의 방전을 위해 고주파 신호를 발생하여 램프에 인가하는 고주파 발진구동부와; 써미스터와 컨덴서가 병렬연결되어 램프의 수명 말기시 필라멘트를 보호하는 L/C 공진회로부와; 램프의 흑화 현상 방지 및 필라멘트를 보호하고 안정기의 온도과열을 감소시키는 소프트 스타팅(soft starting) 회로부;를 포함하여 구성된다.

Description

전구형 형광램프의 전자식 안정기{ELECTRONIC BALLAST FOR COMPACT FLUORESCENT}

최근의 전구형 형광램프는 기존의 백열구를 대체하여 사용하므로서 에너지 절약과 함께 삼파장 물질의 형광램프를 사용하여 자연광에 가까운 빛을 연출하므로서 시력을 보호함과 동시에 백열구의 단점인 짧은 수명을 연장함과 아울러 전구형형광램프가 전자식으로 일체화되어 구성되므로서 발생하는 제조원가의 상승의 불가피한 실정에서도 백열구의 제반 여건을 충족하기 위해 이의 해결책으로 다양한 기술개발이 이루어져 실용화되고 있으나 지금까지 관형에 주로 사용하는 전자식 안정기에 비해 내구성과 원가상승은 물론 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

또한 전구형 형광램프는 관형의 전자식 안정기와는 달리 안정기와 램프가 구조상 밀착되어 있으므로 인해 점등후 램프에서 발생하는 온도의 과열이 직접적으로 안정기에 전도됨과 동시에 안정기 내부에서 발생하는 온도의 과열과 합산되어 과열된 카바내에서의 온도 방출이 어려워 과열이 심화되고 전구형 형광램프의 대부분이 한정된 밀폐공간 내부에서 사용해야 하므로 이에 대한 안정기에서 발생한 온도과열을 억제할 수 있는 기술개발이 시급하다.

따라서 기존의 이러한 현상으로 인해 전구형 형광램프는 조기에 전자식 안정기의 내부회로가 파손되어 램프가 점등되지 못함으로 인해 수명단축으로 인한 폐기처분으로 발생하는 환경오염의 가중에도 많은 문제점이 도축되고 있다.

또한 기존의 전구형 형광램프는 정격전압을 인가시에도 회로 자체의 온도상승이 과열됨과 동시에 주변온도 변화에도 이를 극복하지 못하므로서 램프의 수명이 다하기도 전에 이미 안정기의 기능을 상실하므로서 기대효과는 역행되고 있는 것이 현실이다.

한편 전구형 형광램프는 회로 구조상 회로 설계에서 많은 전자부품을 사용하지 않고도 램프를 점등하고 신뢰성과 내구성에서도 보완이 되어 견고한 회로설계가 필요하다.

따라서, 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명의 목적은, 입력전압의 급격한 전압변동과 써지에 내성이 약한 것을 개선하고 주위온도 변화에도 안정기 내부의 온도상승을 미세하게 하여 과열되지 않도록 하므로서 안정기의 내구성과 램프의 수명을 연장함은 물론 램프의 필라멘트를 보호하는 회로를 구성하므로서 제품의 품질안정으로 에너지 절약 및 램프의 긴 수명으로 인한 환경오염을 방지하도록 한 전구형 형광램프의 전자식 안정기를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명 전구형 형광램프의 전자식 안정기의 회로도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 전원부 2 : 정류회로부

3 : 고주파 발진구동부 4 : L/C 공진회로부

5 : 소프트 스타팅(soft starting) 회로부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 바람직한 실시예는, 교류전원에 포함된 노이즈를 제거하는 전원부와; 상기 교류전원을 정류하고, 상기 정류된 직류전원(DC)의 노이즈를 제거하는 평활회로로 이루어진 정류회로부와; 램프의 방전을 위해 고주파 신호를 발생하여 램프에 인가하는 고주파 발진구동부와; 램프의 수명 말기시 필라멘트를 보호하는 L/C 공진회로부와; 써미스터와 컨덴스가 병렬연결되어 램프의 흑화 현상 방지 및 필라멘트를 보호하고 안정기의 온도과열을 감소시키는 소프트 스타팅(soft starting) 회로부;를 포함하여 구성된다.

상기 L/C 공진회로부의 고주파 발진트랜스(T2)와 콘덴서(C5)는 램프의 시동특성 및 방전후의 광속을 안정시킨다.

상기 고주파 발진트랜스(T2)와 콘덴서(C5)는 L/C 공진을 하여 출력측의 필라멘트에 전류 및 전압과 안정된 주파수를 인가하여 램프의 효율을 상승시킨다.

상기 소프트 스타팅(soft starting) 회로부는 써미스터(PTC)와 컨덴서(C6)가 병렬연결된다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명 전구형 형광램프의 전자식 안정기의 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 교류전원에 포함된 노이즈를 제거하는 전원부(1)와; 상기 교류전원을 정류하고, 상기 정류된 직류전원(DC)의 노이즈를 제거하는 평활회로로 이루어진 정류회로부(2)와; 램프의 방전을 위해 고주파 신호를 발생하여 램프에 인가하는 고주파 발진구동부(3)와; 램프의 수명 말기시 필라멘트를 보호하는 L/C 공진회로부(4)와; 써미스터와 컨덴스가 병렬연결되어 램프의 흑화 현상 방지 및 필라멘트를 보호하고 안정기의 온도과열을 감소시키는 소프트 스타팅(soft starting) 회로부(5);를 포함하여 구성된 것으로, 이의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

전원부(1)와 같이 써지(surge)를 보호하고 있는 회로구성에서 교류전원에 포함된 고주파 노이즈를 제거하는 저항(R1)과 쵸크 트랜스(choke trans)(L1) 및 컨덴서(C1)으로 구성된 전원부(1)와 이를 통과한 교류전원을 다이오드(D1-D4)를 통해 직류전원으로 정류하고 정류된 직류전원에 포함된 잡음(noise)제거를 위해 쵸크 트랜스(L2)를 통해 평활하므로서 정류된 직류신호(2)를 안정되게 발진 구동부(3)에 인가하기 위해 컨덴서(C2)와 저항(R2)을 통해 전원부(1)에서 발생하는 전원을 발진구동부(3)에 적절하게 공급하므로서 초크 트랜스(L2)의 인덕턴스(inductance)는 중요한 역할을 하게된다.

이에 따라 발진구동부(3)와 같이 직류전원을 교류전원으로 변환하여 램프를 방전하기 위해서는 정류회로부(2)의 직류를 교류의 고주파 신호로 변환하게 되며 이중 발진구동부(3)의 일부 신호는 정류회로부(2)에 되돌려주므로서 발생되는 안정된 신호가 정류회로(2)와 발진구동부(3)를 통해 발생하게 된다.

또한 발진구동부(3)은 정류회로(2)의 신호를 저항(R2)와 다이오드(D5) 및 컨덴서(C3)와 다이액(DIAC1) 및 트랜지스터(Q1,Q2)를 통해 고주파(30-50KHz)의 신호를 발생하게 되고, 이때 다이오드(D5)를 통한 전원은 발진트랜스(T1)의 T1-1과 T1-2를 통해 트랜지스터(Q1,Q2)의 베이스에 저항(R4,R5)을 통해 발진트랜스(T1)의 인덕턴스와 공유하여 인가된다.

이때 트랜지스터(Q1)은 온(on)되어 베이스와 콜렉터간에 전류가 흐르게 되며 이때 다이액(DIAC1) 양단에 걸린 전압은 트랜지스터(Q2)의 베이스에 전압이 인가되며 트랜지스터(Q2)가 온/오프(on/off) 된다.

이때 트랜지스터(Q2)가 온(on)시 다이액(DIAC1)에 걸리는 전압은 작아지게 되며 이로 인해 저항값은 다시 상승하게 된다.

이와 같이 트랜지스터(Q2)의 동작과정이 반복되므로서 고주파를 발생하게 되며, 트랜지스터(Q1,Q2)의 베이스에 연결된 저항(R4,R5)를 통해 발진구동트랜스(T1)의 T1-1과 T1-2를 통해 안정된 구동을 하게되며 트랜지스터(Q1,Q2)의 베이스와 에미터는 물론 콜렉터와의 효과적이고 안정화를 위해 발진구동트랜스(T1)와의 공유점을 극대화 하기위해 저항(R3)과 컨덴서(C4)가 구성된다.

이때 발진구동트랜스(T1)과 트랜지스터(Q1)의 콜렉터 전압의 양단에 형성된 고주파 전원을 램프(LP2,LP3)에 인가시 발진구동트랜스(T1)의 출력단에 컨덴서(C5)를 직렬로 연결하고 램프에 최종 인가되는 고주파용 발진트랜스(T2)와 콘덴서(C5)는 램프의 시동특성 및 방전후의 광속을 안정시킴은 물론 트랜지스터(Q1,Q2)를 보호하고 컨덴서(C5)와 고주파용 발진트랜스(T2)의 L/C 공진을 하여 출력측의 필라멘트에 전류 및 전압과 안정된 주파수를 제공하므로서 램프의 효율을 상승시킨다.

또한 램프(LP1,LP4)에 인가되는 전원은 소프트 스타팅(soft starting) 회로(5)와 같이 써미스터(PTC)와 컨덴서(C6)를 병렬로 연결하여 램프의 필라멘트에 직접적인 영향을 주지않고 램프를 방전하므로서 필라멘트를 보호함과 동시에 온도과열을 감소시키는 효과가 있으므로 인해 공진된 회로에 의해 큰 순간접압이 형성되어 정류회로부(2)와 발진구동부(3)의 트랜지스터(Q1,Q2) 및 발진구동트랜스(T1)과 주변 구성부품이 안정화되어 있으므로 인해 램프에 방전후에는 램프의 LP1과 LP2 사이의 양단간에는 미세한 전압이 발생하여 램프의 필라멘트를 보호하게 된다.

또한 램프의 LP3과 LP4의 양단에서도 미세한 전압이 발생하는 전기적인 특성은 두 개의 각 필라멘트에 동일한 전압이 발생되므로 인해 안정된 광속과 효율 향상은 물론 내구성과 온도과열의 방지와 입력전압의 심한 편차에도 안정적으로 작동을 하며 흑화 현상의 발생을 억제하므로서 수명을 연장시켜 환경을 보호하게 된다.

또한 입력전압의 일정기간 과전압 및 저전압을 공급하여 사용하여도 안정기는 안정적으로 제 기능을 발휘함은 물론 차후 정격전압을 인가하여도 초기의 정격전압을 인가하였을 때와 동일한 기능을 발생하게 된다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상기 발명의 상세한 설명에서 언급된 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 입력전압의 급격한 전압변동과 써지에 내성이 약한 것을 개선하고 주위온도 변화에도 안정기 내부의 온도상승을 미세하게 하여 과열되지 않도록 하므로서 안정기의 내구성과 램프의 수명을 연장할 수 있다.

또한 램프의 필라멘트를 보호하는 회로를 구성하므로서 흑화 현상을 줄일수 있으며 방전후에는 형광램프에 흐르는 전류를 제한하여 초기 광속과 동일한 효과로 안정된 상태를 유지하므로서 폐자원의 발생을 미연에 방지하여 기존의 제품에서 발생하는 조기의 흑화 현상으로 인한 안정기의 사용불가로 인해 환경오염을 가중시키는 것을 보완하므로서 환경보호에도 크게 기여한다.

Claims

교류전원 포함된 노이즈를 제거하는 전원부와; 상기 교류전원을 정류하고, 상기 정류된 직류전원(DC)의 노이즈를 제거하는 평활회로로 구성된 정류회로부와; 램프의 방전을 위해 고주파 신호를 발생하여 램프에 인가하는 고주파 발진구동부와; 램프의 수명 말기시 필라멘트를 보호하는 L/C 공진회로부와; 써미스터와 컨덴서가 병렬연결되어 램프의 흑화 현상 방지 및 필라멘트를 보호하고 안정기의 온도과열을 감소시키는 소프트 스타팅(soft starting) 회로부;를 포함하여 구성되는, 전구형 형광램프의 전자식 안정기.
제 1 항에 있어서, 상기 고주파 발진구동부의 일부 신호가 상기 정류회로부에 피드백되어 안정된 신호가 발생되게 하는, 전구형 형광램프의 전자식 안정기.